Генератор случайных чисел Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вьтисли™ тельной технике и может быть использовано при статистическом моделирова НИИ в цифровых вычислительных машинах

Известен генератор псевдослучай- ных чисел, содержащий сдвиговый регистр с сумматором по модулю два в цепи обратной связи t1J.

Последовательность псевдослучайных чисел, формируемая данным гене- ратором, обладает хорошими статистическими характеристиками, однако период ее ограничен.

Известен также генератор случайных чисел, содержащий генератор шу- ма, пороговый элемент и триггер 127,

Указанный генератор формирует непериодическую последовательность случайных чисел, однако статистические характеристики этой последователь- кости недостаточно хороши.

Наиболее близким к- предлагаемому является генератор псевдослучайных чисел, содержащий датчик случайных импульсов, включающий в себя датчик с,71учайного сигнала, формирзтощее устройство и генератор импульсов сдвига и датчик псевдослучайных чисел, включающий в себя регистр сдвига и сумматор по модулю два СЗ,

К недостаткам известного генератора относится то, что период следования сдвиговых импульсов, поступающих с датчика случайных импульсов на датчик псевдослучайных чисел, не- прерывно изменяется. Это приводит к тому, что момент съема информации в электронную вычислительную машину (обычно работающую синхронно с собственной постоянной частотой тактовых импульсов) может совпасть с переходными процессами в датчике псевдослучайных чисел, которые могут привести к сбою оборудования электронной вычислительной машины.

В случае, если частота съема информации сравнима (например, равна) со средней частотой сдвиговых импульсов датчика псевдослучайных чисел, достаточно часто будет возни- кать ситуация, при которой датчик псевдослучайных чисел не изменит своего состояния до момента последзтоще- го съема информации, т«е, часто будет возникать ситуация формирования одинаковых чисел подряд, что приведет к ухудшению статистических характеристик выходного случайного процесса.

5

0

5 О

0 5

5

0

5

Целью изобретения является повышение надежности съема информации и качества формирования случайных чисел.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных чисел, содержащий датчик случайных импульсов и датчик псевдослучайных чисел, введены генератор импульсов, блок элементов И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом датчика псевдослучайных чисел, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика случайных импульсов, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом генератора импульсов и объединен с входом блока элементов И, группы входов которого соединены с соответствующими выходами датчика псевдослучайных чисел,- а выходы блока элементов И являются выходами генератора.

На фиг.1 изображен генератор случайных чисел; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Генератор случайных чисел содержит датчик 1 случайных импульсов, датчик 2 псевдослучайных чисел, элемент ИЛИ 3, генератор 4 импульсов, блок 5 элементов И, выходы 6 устройства, выход

7датчика случайных импульсов, выход

8генератора импульсов, выход 9 элемента ИЛИ, выход 10 датчика псевдослучайных чисел и выход 11 блока элементов И.

Датчик 1 случайных импульсов вырабатывает тактовые импульсы, которые осуществляют сдвиг информации в датчике 2 псевдослучайных чисел.

Датчик 2 псевдослучайных чисел формирует М-последовательность и может быть выполнен, например, на основе регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи.

Элемент ИЛИ 3 предназначен для сборки сигналов, поступающих от дат- чика 1 случайных импульсов и генератора 4 импульсов.

Генератор 4.импульсов синхронизи- .рует вьщачу информации с датчика 2 псевдослучайных чисел и устаняет ситуацию появления на выходах генератора двух одинаковых чисел подряд,

БЛОК 5 элементов И представляет собой набор их двухвходовых элементов И, на первые входы которых подается сигнал разрешения выдачи информации, а на вторые входы - сигналы с вькодов датчика 2 псевдослучайнызс чисел.

Генератор работает следующим образом.

Во время присутствия импульса на тактовом входе датчика 2 псевдослучайных чисел информация на его вы- ходах не изменяется, так как очередное число формируется по фронту тактового импульса (по переднему фронту или по заднему в зависимости от конкретного технического исполнения дат- чика 2 псевдослучайных чисел). i Так как импульс на выходе 8 г ене- ратора 4 импульсов является тактовым импульсом (фиг,2) датчика 2 псевдослучайных чисел, а также и сигналом разрешения съема информации, то во время его действия информация на выходах (например, на выходе 11 блока 5 элементов И) не изменяется. Вместе с тем датчик 2 псевдослучайных чисел

за время между съемами информации из,- менит свое состояние за счет импуль7 XL8 П

п

ллл

гт

п

Cpcie.Z

Составитель А.Карасов Редактор А,Лежнина Техред д.Олейник Корректор м.Максимишинец

;

Заказ 7067/54 Тираж 671Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие,. г.Ужгород, ул.Проектная, 4

с jo ff

0

са с выхода 7 датчика 1 случайных импульсов или за счет импульса с выхода 8 генератора 4 импульсов, т.е. не менее одного раза.

По статистическим характеристикам предлагаемый генератор случайных чисел и генератор-прототип равноценны, В предлагаемом генераторе случайная последовательность получается путем случайного прореживания псевдослучайной последовательности, формируемой датчиком псевдослучайных чисел. При этом статистические харак- |Теристики выходной случайной после- дорательности получаются не хуже, чем статистические характеристики исходной псевдослучайной последовательности.

Изобретение позволяет повысить надежность сьема информации и качество формирования случайных чисел

П

гт

п

п